BatterySwitch Steuerplatine

BatterySwitch – Automatischer 2-Akku-Umschalter (58–72 V, 40 A)

Automatische Umschaltung zwischen zwei Akkus (Batterie 1: 50 Ah, Batterie 2: 30 Ah) in einem 72-V-System (ca. 71,x V Ladeschluss, ca. 58 V Entladeschluss — z. B. 17s-Li-Ion oder 20s-LiFePO4) durch direkten Vergleich der beiden Akkuspannungen (differentiell, keine feste Umschaltschwelle). Die Umschaltung erfolgt verschleißfrei über Leistungs-MOSFETs (ausgelegt für ca. 40 A Dauerstrom). Beide Umschalt-Offsets sind über je ein Potentiometer getrennt einstellbar.

Funktionsprinzip

• Zustand „Akku 1 aktiv“: Auf Akku 2 wird umgeschaltet, sobald U(Akku 1) < U(Akku 2) − Δ1 — Δ1 einstellbar mit Poti 1 (ca. 0,4 … 2,9 V).
• Zustand „Akku 2 aktiv“: Zurückgeschaltet wird, sobald U(Akku 2) < U(Akku 1) − Δ2 — Δ2 einstellbar mit Poti 2 (unabhängig nachjustierbar).
• Zusätzlich wirkt eine feste Zusatzhysterese (ca. 0,1 … 0,8 V je Richtung, abhängig von den Poti-Stellungen). Das gesamte Umschaltfenster beträgt damit Δ1 + Δ2 (typisch 2 … 4 V) — die Schaltung schaltet selten, und der Stützkondensator am Ausgang wird durch Umschalt-Totzeiten kaum belastet.
• Beim Leerfahren wechseln sich die Akkus automatisch ab und werden gemeinsam entladen; wird einer der Akkus geladen, übernimmt er automatisch die Last.

 BAT1 (50Ah, 72V) o──[Sicherung 50A/80VDC]──┤ MOSFET-Schalter S1 ├──┐
      │ Sense                                                        ├──o LAST +
 BAT2 (30Ah, 72V) o──[Sicherung 50A/80VDC]──┤ MOSFET-Schalter S2 ├──┘
      │ Sense                                          ▲
      ▼                                                │
  Differenzkomparator (U1 ⇄ U2) ───────────────────────┘
  Δ1-Poti · Δ2-Poti · Photovoltaik-Gate-Treiber · Break-before-make

Eckdaten

Dokumentation

Sicherheitshinweise

• 72 V DC ist keine Schutzkleinspannung. Berührungsschutz vorsehen, nicht unter Spannung arbeiten, DC-Lichtbögen beim Trennen unter Last beachten.
• Die Minusleitungen beider Akku-Stecker werden im Umschalter-Kabelbaum mit dem Fahrzeug-Minus verbunden (gemeinsame Masse nur im Kabelbaum – an den Akkus wird nichts geändert, Einzelbetrieb ohne Board bleibt möglich). Geschaltet wird ausschließlich der Pluspfad (High-Side).
• Jeder Akku-Anschluss wird direkt an der Anschlussklemme mit 50 A abgesichert — Sicherungen mit ≥ 80 V DC-Zulassung (z. B. gPV 14×51). Kfz-Sicherungen (MIDI/MEGA/ANL, 32 V) sind ungeeignet. Die Sense-Leitungen separat mit 100 mA absichern.
• Leitungsquerschnitt für den Lastpfad: mindestens 10 mm² bei 40 A. Die beiden Sense-Abgriffe direkt an den Anschlussklemmen der Akku-Stecker (vor F1/F2), jeweils mit 100 mA abgesichert; beide Akkuzuleitungen gleich ausführen.
• Während der Umschaltung ist die Last für 5 … 10 ms stromlos (Break-before-make). Motorcontroller mit eigenem Zwischenkreis stört das nicht.
• Die Schaltung vergleicht nur relativ — es gibt keinen absoluten Tiefentladeschutz. Die BMS der Akkus bleiben die letzte Schutzinstanz (siehe „Grenzen“ in der Schaltungsbeschreibung).